A LiFePO4 BMS (մարտկոցի կառավարման համակարգ)էլեկտրոնային միացման տախտակ է, որը վերահսկում, պաշտպանում և հավասարակշռում է լիթիում-երկաթի ֆոսֆատային (LiFePO4) մարտկոցը։ Այն տեղադրված է մարտկոցի բջիջների և էլեկտրական համակարգի մնացած մասի միջև՝ անընդհատ չափելով լարումը, հոսանքը և ջերմաստիճանը՝ յուրաքանչյուր բջիջը անվտանգ տիրույթում աշխատելու համար։

Առանց BMS-ի, LiFePO4 մարտկոցը չունի ներկառուցված պաշտպանություն գերլիցքավորման, գերլիցքաթափման, կարճ միացման կամ բջիջների անհավասարակշռության դեմ, որոնցից յուրաքանչյուրը կարող է կրճատել մարտկոցի կյանքը կամ, վատագույն դեպքում, ստեղծել անվտանգության վտանգ: Ահա թե ինչու արևային էներգիայի կուտակիչների, էլեկտրական մեքենաների, ծովային օգտագործման, ավտոտնակների կամ պահեստային էներգիայի համար նախատեսված առևտրային վաճառքի LiFePO4 մարտկոցների մեծ մասը հագեցած է հատուկ BMS-ով, այլ ոչ թե միայն լիցքավորիչի կամ ինվերտորի վրա հույսը դնում:

Ինչու՞ է հատկապես LiFePO4 մարտկոցներին անհրաժեշտ BMS

LiFePO4 բջիջները բնույթով ավելի ջերմակայուն են, քան այլ լիթիումային քիմիական նյութեր, ինչպիսիք են NCM-ը (նիկել-կոբալտ-մանգան) կամ NCA-ն (նիկել-կոբալտ-ալյումին), որոնք լայնորեն կիրառվում են ստացիոնար պահեստավորման և բազմաթիվ շարժունակության կիրառությունների համար: Սակայն «ավելի կայուն» լինելը չի ​​նշանակում, որ «կառավարման կարիք չկա»: Բազմաբջիջ LiFePO4 փաթեթը դեռևս բախվում է երեք կրկնվող խնդրի, որոնք BMS-ը հատուկ նախագծված է լուծելու համար.

• Բջջի լարման շեղում։Նույնիսկ նույն արտադրական խմբաքանակի բջիջները նույնական չեն ծերանում։ Հարյուրավոր ցիկլերի ընթացքում արտադրական փոքր տարբերությունները միավորվում են բջիջների միջև նշանակալի լարման տարբերությունների՝ հենց այս խնդիրը շտկելու համար էլ նախատեսված է հավասարակշռող սխեման։
• Հարթ արտանետման կոր։LiFePO4-ը իր լիցքի վիճակի մեծ մասում ունի զգալիորեն հարթ լարման կոր, ինչը դժվարացնում է մնացորդային հզորության գնահատումը միայն լարումից: Կուլոնյան հաշվարկով BMS-ը՝ ժամանակի ընթացքում մարտկոցից ներս և դուրս հոսող հոսանքի ճշգրիտ քանակը հետևելը, այլ ոչ թե միայն լարումից գնահատելը, տալիս է լիցքի վիճակի ավելի ճշգրիտ ցուցմունք:
• Նեղ անվտանգ շահագործման պատուհան ծայրահեղ դեպքերում։LiFePO4 մարտկոցները ներողամիտ են իրենց լիցքավորման միջակայքի միջին հատվածում, բայց դեռևս անհրաժեշտ են կտրուկ անջատումներ լրիվ լիցքավորման և խորը լիցքաթափման դեպքում՝ երկարաժամկետ հզորության կորստից խուսափելու համար։

Ինչի՞ց է իրականում պաշտպանում LiFePO4 BMS-ը։

Լիթիումային մարտկոցների համար պատշաճ կերպով սահմանված BMS-ը կատարում է հետևյալ պաշտպանության գործառույթները՝

1. Գերլիցքավորումից պաշտպանություն— անջատում է լիցքավորումը, երբ որևէ բջիջ հասնում է իր վերին լարման սահմանին
2. Գերբեռնվածության պաշտպանություն— կրճատում է բեռը նախքան բջջի լարումը բավականաչափ ցածր իջնի՝ մշտական ​​​​վնաս պատճառելու համար
3. Գերհոսանքից / կարճ միացումից պաշտպանություն— ընդհատում է շղթան, եթե հոսանքը գերազանցում է անվանական շեմը
4. Գերտաքացումից պաշտպանություն— դադարեցնում է լիցքավորումը կամ լիցքաթափումը անվտանգ ջերմաստիճանի պատուհանից դուրս
5. Բջիջների հավասարակշռում— հավասարեցնում է լարումը շարքային շարքի բոլոր բջիջներում՝ պասիվ կամ ակտիվ կերպով

Ակտիվ հավասարակշռում ընդդեմ պասիվ հավասարակշռման LiFePO4 BMS-ում

Պասիվ հավասարակշռումԲարձր լարման մարտկոցներից ավելցուկային էներգիան արտանետվում է որպես ջերմություն դիմադրության միջով, մինչև մարտկոցի մնացած մասը հասնի դրան։ Այն պարզ է, էժան և հարմար է փոքր մարտկոցների կամ այն ​​​​կիրառությունների համար, որտեղ լիցքավորման ցիկլերը հազվադեպ են լինում։

Ակտիվ հավասարակշռումՓոխանցում է էներգիան բարձր լարման մարտկոցներից ցածր լարման մարտկոցներ՝ այն ջերմության տեսքով ցրելու փոխարեն։ Այն ավելի արդյունավետ է, առաջացնում է ավելի քիչ ջերմային կորուստներ և, որպես կանոն, հանգեցնում է ավելի արագ հավասարակշռման և ավելի լավ երկարաժամկետ մարտկոցի վիճակի, որն ավելի կարևոր է մարտկոցի չափի, բջիջների քանակի և ցիկլերի հաճախականության աճի հետ մեկտեղ (մեծ ESS մարտկոցներ, օրական ցիկլով արևային կուտակիչներ, բարձր հզորությամբ էլեկտրական մարտկոցներ):

Փոքր, ցածր ցիկլային մարտկոցների համար պասիվ հավասարակշռումը հաճախ բավարար է: Ավելի մեծ կամ ինտենսիվ ցիկլային LiFePO4 համակարգերի համար ակտիվ հավասարակշռումը արժե լրացուցիչ ծախսերին:

Ինչպես ընտրել ճիշտ LiFePO4 BMS-ը

Լիթիումային մարտկոցների համար BMS-ը համեմատելիս չորս տեխնիկական բնութագրեր են որոշում, թե արդյոք այն իրականում կհամապատասխանի ձեր համակարգին.

1. Բջիջների քանակ (S-հաշվարկ):BMS-ը պետք է ճշգրտորեն համապատասխանի ձեր մարտկոցի սերիական կոնֆիգուրացիային՝ 4S BMS՝ 12 Վ մարտկոցի համար, 8S՝ 24 Վ մարտկոցի համար, 16S՝ 48 Վ մարտկոցի համար և այլն (հիմնված LiFePO4-ի մոտ 3.2 Վ անվանական բջջի լարման վրա): Սխալ S-հաշվարկը BMS անհամատեղելիության ամենատարածված պատճառներից մեկն է:
2. Անընդհատ և գագաթնակետային հոսանքի գնահատական։Կարգավորեք BMS-ի չափսերը ձեր իրական առավելագույն սպառման համար, այլ ոչ թե միայն սովորական սպառման համար, և թողեք վերևի հատվածում ազատ տարածք. անընդհատ իր բացարձակ հոսանքի առաստաղով աշխատող BMS-ը կշոգանա և ավելի արագ կհնանա։
3. Հավասարակշռման տեսակը և հավասարակշռման հոսանքը։Ինչպես վերևում նշվեց, ընտրեք պասիվ և ակտիվ հավասարակշռման միջև՝ հիմնվելով փաթեթի չափի և ցիկլերի հաճախականության վրա, և ստուգեք հավասարակշռման հոսանքը (մԱ)՝ ավելի բարձր հավասարակշռման հոսանքը նշանակում է ավելի արագ հավասարեցում ավելի մեծ փաթեթների վրա։
4. Հաղորդակցման արձանագրություն։Եթե ​​BMS-ը պետք է միանա ինվերտորին, մոնիթորինգի հավելվածին կամ մեքենայի CAN ցանցին, գնելուց առաջ, այլ ոչ թե տեղադրումից հետո, համոզվեք, որ այն աջակցում է ճիշտ արձանագրությունը՝ սովորաբար RS485, CAN bus, UART կամ Bluetooth:

LiFePO4 BMS լարման միջոցով՝ 12V, 24V և 48V/51.2V համակարգեր

LiFePO4 BMS վահանակները սովորաբար սահմանվում են անվանական համակարգի լարմամբ, որը համապատասխանում է բջիջների որոշակի քանակի.

• 12V համակարգեր (4S):ամենատարածված կոնֆիգուրացիան դյուրակիր էներգիայի, փոքր արևային համակարգերի և մարտկոցների փոխարինման համար
• 24V համակարգեր (8S):տարածված է ծովային, ավտոտնակների և միջին չափի արևային կիրառություններում
• 48V / 51.2V համակարգեր (16S):Տնային էներգիայի կուտակման, ավելի մեծ արևային կայանքների և առևտրային ESS դարակների մեծ մասի համար ամենատարածված լարման դասը

Բջիջների քանակը ստացվում է LiFePO4-ի մոտ 3.2 Վ անվանական լարումից մեկ բջջի համար՝ 4 × 3.2 Վ ≈ 12.8 Վ, 8 × 3.2 Վ ≈ 25.6 Վ, 16 × 3.2 Վ ≈ 51.2 Վ:

Բարձր լարման համակարգերը, որպես կանոն, ավելի մեծ ուշադրություն են պահանջում հաղորդակցման արձանագրությունների աջակցությանը, քանի որ դրանք ավելի հավանական է, որ զուգակցվեն ինվերտորի կամ ավելի լայն էներգիայի կառավարման համակարգի հետ, որը կարիք ունի BMS-ից իրական ժամանակի տվյալների։

Հաճախակի տրվող հարցեր

Q1Արդյո՞ք LiFePO4 մարտկոցը կարիք ունի BMS-ի։

Այո։ Չնայած LiFePO4-ի քիմիան ավելի ջերմակայուն է, քան մյուս լիթիումային քիմիաները, բազմաբջիջ մարտկոցը դեռևս կարիք ունի BMS-ի՝ մարտկոցների հավասարակշռման, գերլիցքավորումից/գերլիցքավորումից պաշտպանության և լիցքավորման վիճակի ճշգրիտ հետևման համար։ LiFePO4 մարտկոցի BMS-ի բացակայությունը վերացնում է այս բոլոր պաշտպանիչ միջոցները։

Q2Ի՞նչ տարբերություն կա LiFePO4 BMS-ի և ընդհանուր լիթիում-իոնային BMS-ի միջև։

Միջուկի պաշտպանության գործառույթները նման են, սակայն լարման սահմանաչափերը տարբեր կերպ են սահմանվում յուրաքանչյուր քիմիական նյութի համար. LiFePO4-ի մեկ բջիջի լարման միջակայքը ավելի ցածր է, քան NCM/NMC կամ NCA լիթիում-իոնային բջիջներինը: Մեկ քիմիական նյութի համար կառուցված BMS-ը չպետք է օգտագործվի այնպես, ինչպես կա մյուսի վրա՝ առանց լարման շեմերը վերակազմակերպելու՝ բջջային տվյալների թերթիկին համապատասխանեցնելու համար:

Q3Ինչ ամպերաժի BMS է անհրաժեշտ LiFePO4 մարտկոցի համար։

Համապատասխանեցրեք BMS-ի անընդհատ հոսանքի վարկանիշը ձեր համակարգի իրական առավելագույն անընդհատ սպառման հետ և ընտրեք այնպիսի մոդել, որի գագաթնակետային/անկայուն հոսանքի վարկանիշը հարմարավետորեն ծածկում է ակնթարթային կտրուկ տատանումները (շարժիչի գործարկում, ինվերտորի ալիք և այլն) առանց անջատման։

Q4Ինչպե՞ս վերագործարկել LiFePO4 BMS-ը։

BMS սարքերի մեծ մասը վերականգնվում է ավտոմատ կերպով, երբ անսարքության վիճակը վերանում է, օրինակ՝ երբ լարումը վերադառնում է անվտանգ միջակայքի գերլիցքավորումից կամ գերլիցքաթափումից հետո: Որոշ մոդելներ նաև պահանջում են լիցքավորման կամ լիցքաթափման միացքի ձեռքով վերամիացում կամ մարտկոցի կարճատև անջատում/վերամիացում՝ փակված անսարքությունը վերացնելու համար: Միշտ ստուգեք BMS մոդելի փաստաթղթերը, քանի որ վերագործարկման վարքագիծը տարբերվում է դիզայնից կախված:

Q5Կարո՞ղ է մեկ BMS-ը աշխատել բազմաթիվ լիթիումային քիմիական նյութերի հետ։

Որոշ BMS մոդելներ կարող են կարգավորվել տարբեր քիմիական նյութերի՝ LiFePO4, NCM կամ LTO (լիթիումի տիտանատ)՝ կարգավորելի լարման շեմերի միջոցով, սակայն սա պետք է ճիշտ կարգավորվի օգտագործվող կոնկրետ քիմիական նյութի համար: Մեկ քիմիական նյութի լարման տիրույթի համար ամրացված BMS-ը չպետք է ենթադրվի, որ անվտանգ է մեկ այլ նյութի համար՝ նախապես կարգավորելիությունը չհաստատելով: Շուկայում առկա բոլոր մոդելները չեն աջակցում սա. ստուգեք տվյալ BMS-ի տվյալների թերթիկը, այլ ոչ թե ենթադրեք, որ լռելյայնորեն աջակցություն է ցուցաբերվում բազմաքիմիական նյութերի:

LiFePO4 BMS-ի ընտրություն ձեր նախագծի համար

Ճիշտ BMS-ը կախված է ձեր մարտկոցի լարումից, բջիջների քանակից, հոսանքի սպառումից և այն բանից, թե ինչպես է այն պետք է կապվի ձեր համակարգի մնացած մասի հետ: Կիսվեք այս չորս մանրամասներով, և DALY-ի տեխնիկական թիմը կարող է առաջարկել համապատասխան կոնֆիգուրացիա՝ համակարգի լարում/բջիջների քանակ (օրինակ՝ 12V/4S, 24V/8S, 48V/16S), անընդհատ և գագաթնակետային հոսանքի պահանջները, կիրառումը (արևային/ESS, ծովային, RV, EV, forklift և այլն) և պահանջվող հաղորդակցման արձանագրությունը (RS485, CAN bus, UART, Bluetooth):

• Էլ․ հասցե՝ dalybms@dalyelec.com
• Ուսումնասիրել ըստ կատեգորիայի՝ Խելացի BMS · Ակտիվ հավասարակշռող BMS · Տան պահեստավորման BMS · Բարձր հոսանքի BMS · RV էներգիայի կուտակիչ BMS